人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界。它甚至会让很多职业面临消失的境遇。那么人工智能在教育领域的应用都有哪些呢?

人工智能在教育行业的应用场景-黑科技

1、智能辅导与答疑

场景描述:学生只需要将难题拍照上传至云端,系统在极短的时间内便可智能反馈出解题思路和正确答案,就仿佛是一个一对一辅导课堂,大大提高了学生的学习效率。

应用描述:如科大讯飞、51Talk 等开发的语音测评系统则是利用了语音识别技术,使得学生在英语口语测评上更加便利。近两年在学生群体尤其火爆的搜题软件,如作业帮、学霸君、小猿搜题等都是借鉴了人工智能的图像识别技术。

2、智能测评与反馈

场景描述:人工智能在图像识别技术上已经完全可以实现对手写体字迹的识别从而帮助老师批改作业,在批改完成后还可以实现针对学生作业完成情况的反馈,帮助老师在后期进行有重点的课后辅导。同时还可以根据学生平时的作业和考试情况生成一份“诊断报告书”,帮助学生更好的清楚和解决自身的学习问题。

应用描述:目前,我国已有不少的院校实现了学生在网上查询考试成绩,然而其中大多数只停留在“成绩反映”这一层面,而缺少的正是那一份“诊断报告书”。

3、个性化学习与自适应学习

场景描述:人工智能可以大量记录学生日常学习情况,利用大数据分析出最适合学生的学习模式。“智能代理”型适应教学系统,能基于认知特点的自动识别,促进学习者适应和偏好的学习内容和学习方式(目前更多的运用在理工科和医科)。

应用描述:当人工智能帮助个性化学习与自适应学习更加普遍后,我们才可以说教育终于从“以老师讲授为核心”转化为“以学生体会探索为核心”,也就是两千多年前先师孔子所说的“不愤不启,不悱不发”。

4、教学评估

场景描述:通过装在教室里的隐藏摄像头和录音设别,系统可以利用计算机视觉、语音识别和情绪识别等技术实时分析学生和教师的表情以及语音,从而得出相关的结果。然后,再将班级历来的成绩进行大数据分析,两相结合,从而全面、理性的为教师的教育方式作出评判、提出相应的改进建议。

应用描述:在教学过程中,教师的教育方式是一个重要的部分,一般情况下,教学方式的优劣评定根据人为的评估及班级成绩而定。不过,这两者都极易受到其他因素的干扰,像考试的难易、人为的表面伪装等等。

5、职业培训

场景描述:对AI系统进行专业的培训,再加上语音解说,便可以担当职业培训员一职,培养学生的各项技能,促进学生全方面素质的发展。

应用描述:就拿 AlphaGo 来看,因为经受了大量数据的训练,其围棋棋力已经达到了世界上游,虽然其偶尔会因为“神来之手”而不知所措,但对于教育行业的职业培训已经是绰绰有余了。

6、分析内容,构建知识图谱

场景描述:构建和优化内容模型,建立知识图谱,让用户可以更容易地、更准确地发现适合自己的内容。国外这方面的典型应用是分级阅读平台,推荐给用户适宜的阅读材料,并将阅读与教学联系在一起,文后带有小测验,并生成相关阅读数据报告,老师得以随时掌握学生阅读情况。

应用描述:2015 年底 Newsela 用户量超过 400 万,LightSail 和纽约市教育局、芝加哥公立学校、丹佛公立学校等机构达成了合作,而目前我国没有如此规模、与官方达成合作的个性化阅读学习平台。

7、模拟和游戏化教学平台

场景描述:平台应用的科技将会包括虚拟现实、计算机视觉、机器学习等。目前最成功的模拟仿真是飞行模拟器。据悉,模拟机和真机飞行的感觉没有差别,而模拟机的训练还更为便捷。除了上述特殊应用外,还有科学学习模拟平台。Catchment Simulation 是一款可以学习水文和水利的仿真软件,研发目的是出于对环境的保护。

应用描述:例如美国红雀模拟器公司推出的红雀 FMX 型全动飞行训练装置经过了美国美国航空管理局(FAA)认证,价值几千万美金的模拟机。 中航国际曾采用这款飞行器训练我国飞行员。

8、人工智能批改作业

场景描述:人工智能批改作业已经相当接近真人教师了,除了选择题、填空题外,作文的批改能力已经大幅提高。美国斯坦福大学已经成功开发出一种机器学习程序,能够批改8~10年级的作文。随着图像识别能力的大幅提高,手写答案的识别也接近可能。

应用描述:占有美国标准化考试 60% 市场份额的全球最大教育企业——培生公司也认为,人工智能已经可以出现在教室并提供足够可信的评估。据培生公司近期的报告 Intelligence Unleashed 推测,人工智能软件所具有的广泛的、定制的反馈能够最终淘汰传统测试。

9、人工智能改进数字出版

场景描述:人工智能可帮助使用者快速识别课程缺陷。当发现大量学生的作业提交了错误的答案时,系统会提示课程材料的缺陷,进而有助于弥补课程的不足。另一项人工智能在数字化出版的应用是自动化组织和编写教材。这是基于深度学习系统能模仿人类的行为进行读和写。

应用描述:Scott R. Parfitt 博士的内容技术公司CTI就依据这项技术帮助教师定制教科书——教师导入教学大纲,CTI 的人工智能引擎能自动填充教科书的核心内容。

10、人工智能作为学生

场景描述:教会别人才是更好的学习,即 learning-by-teaching。让学生在教会机器人知识的过程中深化对知识的理解,试点研究发现,使用这一方法来学习的学生比其他学生成绩更好,且在科学推理上也更胜一筹。

应用描述:美国斯坦福大学教育学教授 Daniel Schwartz 正基于这一理念来开发新的人工智能产品。他联合了多个领域的专家一起开发了人工智能应用——贝蒂的大脑(Betty’s Brain),让学生来教贝蒂学习生物知识。

11、人工智能关注学生情感

场景描述:人工智能通过生物监测技术(皮肤电导、面部表情、姿势、声音等)来了解学生在学习中的情绪,适时调整教育方法和策略。例如,机器人导师捕捉到学生厌烦的面部表情时,就可以立即改变教学方式努力激发他们的兴趣。这种关注情感的人机交流为学生营造一个更真实的个性化学习环境,更好地维持了学习者的动机。

人工智能还可以关注学生的心理健康。当前已经有使用人工智能来为自闭症儿童提供有效支持的案例。

应用描述:美国匹兹堡大学开发的 AttentiveLearner 智能移动学习系统就能通过手势监测学生的思想是否集中。突尼斯苏斯国家工程学院的研究人员正在研究开发基于网络的人工智能教学系统。该系统能够识别学生在任何地方开展科学实验的面部表情,以优化远程虚拟实验室的教学过程。

伦敦知识实验室在 Topcliffe 小学开展试验,让自闭症学生与半自动虚拟男孩安迪开展互动交流,研究人员发现患有自闭症的学生在社交能力方面有进步。